सजावटी फिल्म का रंग

फिल्म स्वयं आपतित प्रकाश को चुनिंदा रूप से परावर्तित या अवशोषित करती है, और इसका रंग फिल्म के प्रकाशीय गुणों का परिणाम होता है। पतली फिल्मों का रंग परावर्तित प्रकाश द्वारा उत्पन्न होता है, इसलिए दो पहलुओं पर विचार करना आवश्यक है: पहला, दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के लिए अपारदर्शी पतली फिल्म सामग्री के अवशोषण गुणों द्वारा उत्पन्न आंतरिक रंग, और दूसरा, पारदर्शी या हल्के अवशोषक पतली फिल्म सामग्री के कई परावर्तनों द्वारा उत्पन्न व्यतिकरण रंग।

1. आंतरिक रंग

अपारदर्शी पतली फिल्म पदार्थों की दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के प्रति अवशोषण विशेषताएँ आंतरिक रंगों की उपस्थिति का कारण बनती हैं, और सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया इलेक्ट्रॉनों द्वारा अवशोषित फोटॉन ऊर्जा का संक्रमण है। चालक पदार्थों के लिए, इलेक्ट्रॉन आंशिक रूप से भरे वैलेंस बैंड में फोटॉन ऊर्जा को अवशोषित करके फर्मी स्तर से ऊपर एक अपूर्ण उच्च ऊर्जा अवस्था में संक्रमण करते हैं, जिसे इनबैंड संक्रमण कहा जाता है। अर्धचालकों या कुचालक पदार्थों के लिए, वैलेंस बैंड और चालन बैंड के बीच एक ऊर्जा अंतराल होता है। केवल ऊर्जा अंतराल की चौड़ाई से अधिक अवशोषित ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन ही अंतराल को पार कर वैलेंस बैंड से चालन बैंड में संक्रमण कर सकते हैं, जिसे अंतरबैंड संक्रमण कहा जाता है। संक्रमण चाहे किसी भी प्रकार का हो, यह परावर्तित प्रकाश और अवशोषित प्रकाश के बीच असंगति उत्पन्न करता है, जिससे पदार्थ अपना आंतरिक रंग प्रदर्शित करता है। दृश्य पराबैंगनी सीमा से अधिक बैंडगैप चौड़ाई वाले पदार्थ, जैसे कि 3.5eV से अधिक वाले, मानव आँख के लिए पारदर्शी होते हैं। संकीर्ण बैंडगैप वाले पदार्थों की बैंडगैप चौड़ाई दृश्य स्पेक्ट्रम की अवरक्त सीमा से कम होती है, और यदि यह 1.7eV से कम है, तो पदार्थ काले दिखाई देते हैं। मध्य क्षेत्र में बैंडविड्थ वाले पदार्थ विशिष्ट रंग प्रदर्शित कर सकते हैं। डोपिंग से व्यापक ऊर्जा अंतराल वाले पदार्थों में अंतरबैंड संक्रमण हो सकते हैं। डोपिंग तत्व ऊर्जा अंतरालों के बीच एक ऊर्जा स्तर बनाते हैं, जिससे वे दो छोटे ऊर्जा अंतरालों में विभाजित हो जाते हैं। कम ऊर्जा अवशोषित करने वाले इलेक्ट्रॉन भी संक्रमण से गुजर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मूल पारदर्शी पदार्थ रंगीन दिखाई देने लगता है।

1. हस्तक्षेप रंग

पारदर्शी या हल्के अवशोषक पतली फिल्म सामग्री प्रकाश के कई बार परावर्तन के कारण व्यतिकरण रंग प्रदर्शित करती हैं। व्यतिकरण तरंगों के अध्यारोपण के बाद होने वाले आयाम में परिवर्तन है। जीवन में, यदि पानी के पोखर की सतह पर तेल की परत हो, तो यह देखा जा सकता है कि तेल की परत इंद्रधनुषी रंग प्रदर्शित करती है, जो विशिष्ट फिल्म व्यतिकरण द्वारा उत्पन्न रंग है। धातु के आधार पर पारदर्शी ऑक्साइड फिल्म की एक पतली परत चढ़ाने से व्यतिकरण के माध्यम से कई नए रंग प्राप्त किए जा सकते हैं। यदि प्रकाश की एक तरंगदैर्ध्य वायुमंडल से पारदर्शी परत की सतह पर आपतित होती है, तो उसका एक भाग पतली फिल्म की सतह पर परावर्तित होकर सीधे वायुमंडल में लौट जाता है; दूसरा भाग पारदर्शी फिल्म से अपवर्तित होकर फिल्म और आधार के बीच की सतह पर परावर्तित हो जाता है। फिर यह पारदर्शी फिल्म से होकर गुजरता है और वायुमंडल में लौटने से पहले फिल्म और वायुमंडल के बीच की सतह पर अपवर्तित होता है। इन दोनों के परिणामस्वरूप प्रकाशीय पथ अंतर और अध्यारोपित व्यतिकरण होता है।